Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Etikettiersystems gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , eine Auswerteanordnung für ein Etikettiersystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12, ein Etikettiersystem gemäß dem Anspruch 14 sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß dem Anspruch 15.

Das hier in Rede stehenden Etikettiersystem zum Etikettieren von einzelnen Packungen weist mindestens eine Etikettiervorrichtung auf, welche insbesondere als Preisauszeichnungsvorrichtung ausgestaltet ist Die Etikettiervorrichtung ist unter anderem mit einer Wägeanordnung und einer Spendeanordnung für Etiketten als Funktionseinheiten ausgestattet, welche für das Etikettieren der einzelnen Packungen vorgesehen sind. Eine Druckeranordnung ist für das Bedrucken der Etiketten vorgesehen, wobei das Bedrucken auch abhängig von einem mittels der Wägeanordnung ermittelten Gewichtswert erfolgen kann.

Zur Überwachung des Betriebs verfügen die Funktionseinheiten über Sensorik, die mit der Durchführung des Etikettierens zusammenhängende Betriebswerte ermittelt. Die Betriebswerte können für die Ansteuerung in den Funktionseinheiten und auch für eine Fehlererkennung genutzt werden. Bei einem bekannten Verfahren (EP 3 616 932 A1) ist für eine Druckeranordnung die Ermittlung eines Verschleißindikators vorgesehen, wobei beispielsweise auf Erreichen eines Schwellwerts für den Verschleißindikator eine Wartung der Druckeranordnung veranlasst wird.

Ein solches Etikettiersystem wird beispielsweise in einem Produktionsleitsystem verwaltet, welches den weiteren Betrieb in einem Bearbeitungsplan vorgibt. Zur Optimierung des Bearbeitungsplans kommt der Abschätzung der Verfügbarkeit von Ressourcen eine wichtige Rolle zu. Ein Ausfall von Funktionseinheiten der Etikettiervorrichtung kann bei fehlender Einplanung zu erheblichen Produktionseinbußen führen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Etikettiersystems anzugeben, das eine verbesserte Produktivität durch eine optimale Nutzung von verfügbaren Ressourcen ermöglicht. Das obige Problem wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.

Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass die beim Betrieb ermittelten Betriebswerte nicht nur zur Fehlererkennung und zum Erfassen eines akuten Wartungsbedarfs genutzt werden können, sondern auch eine frühzeitige Abschätzung eines zukünftigen Wartungsbedarfs erlauben. Es wurde erkannt, dass insbesondere aus dem zeitlichen Verlauf der Betriebswerte mit hinreichender Genauigkeit prognostiziert werden kann, wann ein Wartungsbedarf entsteht, beispielsweise aufgrund von Verschleiß einzelner Funktionseinheiten. Der Wartungsbedarf kann somit frühzeitig in die Betriebsplanung einbezogen werden, sodass die Gefahr von Produktionsausfällen verringert wird.

Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass mittels der Auswerteanordnung anhand eines vorgegebenen Prognosemodells basierend auf den Betriebswerten ein zukünftiger Wartungszeitpunkt für mindestens eine der Funktionseinheiten prognostiziert wird.

In der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 wird eine ermittelte Zeitabhängigkeit der Betriebswerte für eine Extrapolation genutzt, wodurch sich Trends in den Betriebswerten für eine zuverlässige Prognose nutzen lassen.

Gemäß Anspruch 3 können Schwellwerte für Betriebswerte oder hieraus abgeleitete Größen festgelegt sein, sodass sich das Prognosemodell auf einfache Weise parametrieren lässt.

Ebenfalls kann gemäß Anspruch 4 ein trainiertes Maschinenlernmodell zur Erstellung der Prognose zum Einsatz kommen, sodass insbesondere eine komplexe Zeitabhängigkeit einer Vielzahl von Betriebswerten in die Prognose einfließen kann.

Die Modellparameter des Prognosemodells werden in der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 an die jeweilige Etikettiervorrichtung in einer Konfigurationsroutine angepasst und somit individualisiert, sodass die Zuverlässigkeit der Prognose insgesamt verbessert werden kann. Verschiedene Varianten von Betriebswerten, die für die Prognose genutzt werden können, sind Gegenstand von Anspruch 6. Bevorzugt handelt es sich bei den Betriebswerten bereits um im Rahmen der Etikettierroutine erfasste Parameter, sodass es für die Prognose des Wartungszeitpunkts nicht zwingend zusätzlicher Sensorik bedarf.

In der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 ist die Auswerteanordnung dazu eingerichtet, zum prognostizierten Wartungszeitpunkt ein Konfidenzintervall anzugeben, welches die Prognosegüte des prognostizierten Wartungszeitpunkts beschreibt und so eine Aussage über die Zuverlässigkeit der Prognose ermöglicht.

Besonders bevorzugt ist die weitere Ausgestaltung gemäß Anspruch 8, die ein Zusammenwirken mit einem Produktionsleitsystem zur Erstellung eines Bearbeitungsplans vorsieht. Der Bearbeitungsplan kann einerseits den prognostizierten Wartungszeitpunkt berücksichtigen, um die Prognose zur Prozessoptimierung zu nutzen. Andererseits wird bevorzugt der Bearbeitungsplan in der Prognose berücksichtigt, da beispielsweise der anfallende Verschleiß abhängig von der jeweiligen geplanten Bearbeitung sein kann.

In der weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 sind zudem geplante, beispielsweise regelmäßige, Wartungszeitpunkte vorgesehen, die vorzugsweise mit den prognostizierten Wartungszeitpunkten abgeglichen werden, um einen Stillstand der Etikettiervorrichtung möglichst weitgehend zu reduzieren.

Ebenfalls bevorzugt ist die Ausgestaltung gemäß Anspruch 10, in der zur Vermeidung von Produktionsausfällen für den prognostizierten Wartungszeitpunkt die Verfügbarkeit von Wartungsmitteln geprüft und diese somit bei Bedarf rechtzeitig angefordert werden können.

Bevorzugt wird eine Ausgabe des prognostizierten Wartungszeitpunkts vorgenommen, was Gegenstand von Anspruch 11 ist.

Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 12, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Auswerteanordnung für ein Etikettiersystem beansprucht. Dabei ist wesentlich, dass die Auswerteanordnung anhand eines vorgegebenen Prognosemodells basierend auf den Betriebswerten einen zukünftigen Wartungszeitpunkt für mindestens eine der Funktionseinheiten prognostiziert. Auf alle Ausführungen zum Verfahren darf verwiesen werden.

Die Auswerteanordnung kann in der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 dafür eingerichtet sein, neben dem Erzeugen der Prognose auch die Ansteuerung der Funktionseinheiten im Rahmen des Etikettierens der Packungen durchzuführen.

Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 14, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Etikettiersystem zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens beansprucht. Auf alle Ausführungen zum Verfahren darf ebenfalls verwiesen werden.

Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 15, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Computerprogrammprodukt mit Befehlen, die bei Ausführung auf einem Computer einer Auswerteanordnung eines Etikettiersystems bewirken, dass die Auswerteanordnung das vorschlagsgemäße Verfahren durchführt, beansprucht. Auf alle Ausführungen zum Verfahren wird ebenfalls verwiesen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des vorschlagsgemäßen Etikettiersystems mit einer vorschlagsgemäßen Auswerteanordnung zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 einen beispielhaften zeitlichen Verlauf von Betriebswerten.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für den Betrieb eines Etikettiersystems. Das Etikettiersystem ist mit mindestens einer Etikettiervorrichtung 1 zum Etikettieren von einzelnen Packungen 2 ausgestattet, welche insbesondere als Preisauszeichnungsvorrichtung ausgestaltet ist. Die Etikettiervorrichtung 1 weist als Funktionseinheiten zumindest eine Wägeanordnung 3 zum Ermitteln eines Gewichtswert der Packung 2, eine Spendeanordnung 4 zum Spenden eines Etiketts 5 von einem Materialstreifen 6 sowie eine Druckeranordnung 7 zum Bedrucken des Etiketts 5 auf. Neben diesen genannten Funktionseinheiten können noch weitere Funktionseinheiten vorgesehen sein. Ebenso kann das Etikettiersystem auch mehrere, insbesondere wie hier beschriebene, Etikettiervorrichtungen 1 aufweisen.

In einer nicht dargestellten Ausgestaltung des Etikettiersystems ist die Etikettiervorrichtung 1 für ein teilweise manuelles Etikettieren der Packungen vorgesehen. Beispielsweise wird die Packung 2 durch den Bearbeiter manuell auf die Wägeanordnung 3 aufgelegt, wobei ein von der Druckeranordnung 7 bedrucktes Etikett 5 mittels der Spendeanordnung 4 gespendet wird. Das Aufbringen des Etiketts 5 auf die Packung 2 wird beispielsweise ebenfalls manuell vorgenommen.

Die Wägeanordnung 3 dient dem Ermitteln von Gewichtswerten der jeweiligen Packung 2. Die Wägeanordnung 3 weist eine Wägezelle auf, welche für das Gewicht der Packung 2 repräsentative, analoge und/oder digitale Gewichtswerte ermittelt. Die Ermittlung der Gewichtswerte erfolgt insbesondere auf Grundlage einer Verformungsmessung einer Auflage für die Packungen 2, etwa über Dehnungsmessstreifen, und/oder auf Grundlage einer elektromagnetischen Kraftkompensation der Gewichtskraft der jeweiligen Packung 2.

Die Spendeanordnung 4 ist zum Spenden des Etiketts 5 vorgesehen, welches von einem Materialstreifen 6 lösbar ausgestaltet sein kann. Mit einem von einem Materialstreifen 6 lösbaren Etikett 5 ist insbesondere ein Etikett 5 gemeint, welches mit seiner Klebefläche lösbar auf einem Trägerstreifen angebracht ist, der den Materialstreifen 6 bildet und beispielsweise aus Papier und/oder Kunststoff bestehen kann. Ebenso ist es möglich, dass das Etikett 5 durch Abtrennen eines Teilabschnitts von einem bedruckbaren oder bedruckten Materialstreifen 6 erzeugt wird, etwa durch Schneiden und/oder Reißen des Materialstreifens 6. Insbesondere werden als Klebeetiketten ausgestaltete Etiketten 5 verwendet, welche bereits eine Klebefläche aufweisen, mittels derer sie lösbar am Materialstreifen 6 befestigt sind. Ebenso ist auch die Verwendung von klebemit- telfreien Etiketten 5 denkbar, welche erst später mit einer Klebefläche versehen oder auf eine Klebefläche an der jeweiligen Packung 2 aufgebracht werden.

Die Druckeranordnung 7 ist zum Bedrucken des Etiketts 5 vorgesehen, wobei ein Bedrucken des Etiketts 5 prinzipiell auf dem Materialstreifen 6 und/oder nach einem Lösen des Etiketts 5 vom Materialstreifen 6 sowie vor, nach oder beim Aufbringen des Etiketts 5 auf die jeweilige Packung 2 erfolgen kann. Hier und vorzugsweise ist eine für einen Thermodruck, insbesondere den Thermodirektdruck oder Thermotransferdruck, eingerichtete Druckeranordnung 7 vorgesehen.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausgestaltung der Etikettiervorrichtung 1 weist neben den bereits genannten Funktionseinheiten zudem weitere Funktionseinheiten auf, welche ein weitgehend automatisiertes und kontinuierliches Etikettieren der Packungen 2 umsetzen.

Als weitere Funktionseinheit ist eine Vorschubanordnung 8 zum Transport jeweiliger Packungen 2 vorgesehen. Bei der Vorschubanordnung 8 handelt es sich bevorzugt um einen Bandförderer oder um einen Rollenförderer, gegebenenfalls auch um mindestens einen Roboterarm, zur Bewegung der jeweiligen Packungen 2. Die Vorschubanordnung 8, hier der Bandförderer, weist hier und vorzugsweise mindestens ein Transportband auf, über welches die jeweiligen Packungen 2 entlang einer Transportrichtung transportiert werden.

Vorzugsweise ist die Wägeanordnung 3 als dynamische Wägeanordnung ausgestaltet, welche die Gewichtswerte von bewegten Packungen 2 ermittelt und damit den kontinuierlichen Betrieb der Etikettiervorrichtung 1 ermöglich. In Fig. 1 ist die Wägeanordnung 3 entsprechend an der Vorschubanordnung 8 vorgesehen. Ebenfalls kann die Druckeranordnung 7 und/oder eine zusätzliche, hier nicht dargestellte Druckeranordnung an der Vorschubanordnung 8 vorgesehen sein und beispielsweise die bewegte Packung 2, insbesondere das auf die Packung 2 aufgebrachte Etikett 5, bedrucken.

Zudem weist die Etikettiervorrichtung 1, hier in einem gemeinsamen Gehäuse mit der Spendeanordnung 4, als weitere Funktionseinheit eine Aufbringanordnung 9 zum Aufbringen des gespendeten Etiketts 5 auf die jeweilige Packung 2 auf. Vorzugsweise wird das gespendete Etikett 5 von einem Stempel, welcher hier und vorzugsweise als Pendelstempel 10 ausgestaltet ist, aufgenommen und auf die jeweilige Packung 2 aufgebracht. Insbesondere weist der Stempel einen Blaskopf 11 zum Ansaugen und Abblasen des Etiketts 5 auf. Der Pendelstempel 10 führt hier beim Aufbringen eine Bewegung entlang der Transportrichtung durch, um ein Etikettieren der mittels der Vorschubanordnung 8 bewegten Packung 2 zu ermöglichen. Mit der Aufbringanordnung 9 kann das Etikett 5 berührend durch ein Aufpressen des Etiketts 5 auf die Packung 2 aufgebracht werden. Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar, dass das Etikett 5 berührungslos aufgebracht wird, beispielsweise indem der Blaskopf 11 des Stempels das Etikett 5 durch Erzeugen eines zur Packung 2 gerichteten Druckluftstoßes auf die Packung 2 abbläst.

Die Etikettiervorrichtung 1 weist ferner eine Betriebssteuerung 12 auf. In einer Etikettierroutine werden die Funktionseinheiten mittels der Betriebssteuerung 12 zum Etikettieren der einzelnen Packungen 2 angesteuert. In der Etikettierroutine werden jeweilige Packungen 2 mittels der Vorschubanordnung 8 transportiert, wobei mittels der Aufbringanordnung 9 ein durch die Spendeanordnung 4 von einem Materialstreifen 6 gespendetes Etikett 5 auf die jeweilige Packung 2 aufgebracht wird und mittels der Druckeranordnung 7 das Etikett 5 bedruckt wird. Die Betriebssteuerung 12 weist vorzugsweise hierzu eine Steuerelektronik zur Umsetzung der im Rahmen der Etikettierroutine anfallenden Steuerungsaufgaben auf. Bei der Betriebssteuerung 12 kann es sich, wie auch in Fig. 1 vereinfacht dargestellt, um eine zentrale Betriebssteuerung 12 des Etikettiersystems und/oder der Etikettiervorrichtung 1 handeln, welche alle oder zumindest einen Teil der Funktionseinheiten ansteuert. Ebenso ist es möglich, dass die Betriebssteuerung 12 mehrere dezentrale, miteinander kommunizierende Steuereinheiten aufweist, wobei vorzugsweise jeder Funktionseinheit jeweils eine Steuereinheit zugeordnet ist.

Die Etikettiervorrichtung 1 weist eine Sensoranordnung 13 auf, mittels welcher den Funktionseinheiten zugeordnete Betriebswerte ermittelt werden. Hier sind unter dem Begriff Sensoranordnung 13 den Funktionseinheiten zugeordnete Sensoreinheiten zusammengefasst. Die von den jeweiligen Sensoreinheiten ermittelten Sensordaten werden insbesondere verarbeitet und als Betriebswer- te an die Betriebssteuerung 12 übermittelt und dienen insbesondere dem Überwachen und Ansteuern der Funktionseinheiten in der Etikettierroutine.

Die Sensoreinheiten weisen hier mindestens einen Sensor und vorzugsweise eine Mehrzahl von Sensoren auf, welche Betriebswerte beispielsweise basierend auf optischen, akustischen, mechanischen und/oder elektronischen Messgrößen ermitteln. Als Betriebswert kann hierbei ein Betriebszustand, wie beispielsweise die Temperatur oder Geschwindigkeit oder Beschleunigung einer Komponente, verstanden werden. Ebenfalls ist denkbar, dass die Sensoranordnung 13 als Betriebswerte beispielsweise die Betriebsdauer einer Komponente ermittelt.

Das Etikettiersystem weist zudem eine Auswerteanordnung 14 auf, welcher die Betriebswerte übermittelt werden. Bei der Auswerteanordnung 14 kann es sich, wie in Fig. 1 dargestellt, beispielsweise um einen der Betriebssteuerung 12 übergeordneten Server für das Etikettiersystem handeln, welcher eine nachfolgend noch beschriebene Auswertung der Betriebswerte durchführt. Hier steht die Auswerteanordnung 14 über ein lokales Kommunikationsnetzwerk in Verbindung zur Betriebssteuerung 12 und/oder zur Sensoranordnung 13. Möglich ist allerdings auch, dass die Betriebssteuerung 12 eine Komponente der Auswerteanordnung 14 darstellt.

Weiter ist hier und vorzugsweise die Verbindung der Auswerteanordnung 14 mit einer Cloud 15 vorgesehen, welche mindestens einen Cloudserver 16 aufweist. Denkbar ist, dass zumindest ein Teil der an der Auswerteanordnung 14 anfallenden Aufgaben mittels des Cloudservers 16 wahrgenommen werden. In der dargestellten Ausgestaltung wird jedoch eine Auswertung der Betriebswerte beispielsweise lokal an der Etikettiervorrichtung 1 mittels der Auswerteanordnung 14 vorgenommen.

Wesentlich ist nun, dass mittels der Auswerteanordnung 14 anhand eines vorgegebenen Prognosemodells basierend auf den Betriebswerten ein zukünftiger Wartungszeitpunkt für mindestens eine der Funktionseinheiten prognostiziert wird. Als Prognosemodell wird hierbei ein Modell bezeichnet, welches die Vorhersage einer Ausgabevariable in der Zukunft in Abhängigkeit wenigstens einer Funktionsvariable ermöglicht. Ein solches Prognosemodell nutzt dabei insbesondere den zeitlichen Verlauf wenigstens einer Funktionsvariablen in der Vergangenheit und prognostiziert aus diesem zeitlichen Verlauf die Ausgabevariable. Als Ausgabevariable dient insbesondere der zukünftige Wartungszeitpunkt. Als Funktionsvariablen dienen hier die Betriebswerte oder hiervon abgeleitete Größen.

Der prognostizierte Wartungszeitpunkt kann für einzelne Komponenten der Etikettiervorrichtung 1 oder für ein Modul, bestehend aus mehreren Komponenten, ausgewiesen werden. Der Wartungszeitpunkt kann dabei entweder zur Verhinderung von verschleißbedingtem Versagen einer der Komponenten oder eines Teils einer Komponente dienen, aber auch zur Sicherstellung einer durch Verschleiß oder andere Wirkungen induzierten Verringerung der Leistung oder Qualität der Etikettierroutine vorgesehen sein.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass das vorgegebene Prognosemodell auf einer Zeitabhängigkeit der Betriebswerte, vorzugsweise auf einer Extrapolation der Zeitabhängigkeit der Betriebswerte, basiert.

Dabei können insbesondere verschiedene Regressionsverfahren verwendet werden, wie beispielsweise die lineare Regression, die nicht- oder semiparametrische Regression wie etwa multivariate adaptive Regressionssplines oder robuste Regressionsverfahren wie die Kleinste-Quadrate-Schätzung oder die Maximum-Likelihood-Schätzung.

Fig. 2 zeigt beispielhafte Verläufe eines ersten Betriebswerts (als Rauten dargestellt) und eines zweiten Betriebswerts (als Rechtecke dargestellt) in Abhängigkeit der Zeit t. Bis zum Zeitpunkt t = 0 wurden hierbei die Betriebswerte erfasst und deren Zeitabhängigkeit mittels der Auswerteanordnung 14 hinterlegt (ausgefüllte Symbole in Fig. 2). Aus den Zeitabhängigkeiten wird hier beispielsweise ein weiterer zeitlicher Verlauf des ersten und zweiten Betriebswerts prognostiziert, der durch die offenen Symbole dargestellt ist. Neben diskreten, prognostizierten Werten für die Betriebswerte kann die Prognose auch als kontinuierliche Funktion angegeben sein. Die Prognose für einen der Betriebswerte muss hierbei nicht zwingend ausschließlich aus dem gleichen Betriebswert erstellt werden. In Fig. 2 ist ein dritter Betriebswert mit Kreisen dargestellt, wobei beispielsweise der erste und/oder zweite Betriebswert mit dem dritten Betriebswert zusammenhängt. Die Prognose für den ersten und/oder zweiten Betriebswert kann hier in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf des dritten Betriebswerts ermittelt werden.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass das Prognosemodell mindestens einen Schwellwert für einen Betriebswert oder für eine aus den Betriebswerten abgeleitete Größe als Modellparameter enthält, und dass der prognostizierte Wartungszeitpunkt anhand eines aus den Betriebswerten prognostizierten Erreichens des Schwellwerts ermittelt wird.

Der Schwellwert kann sowohl eine obere, als auch eine untere Grenze für einen Betriebswert oder eine aus den Betriebswerten abgeleitete Größe sowie einen Schwellwertkorridor darstellen. Ebenso können für einen Betriebswert oder eine abgeleitete Größe mehrere Schwellwerte mit unterschiedlicher Bedeutung vorliegen. So ist es denkbar, dass beim Überschreiten eines ersten Schwellwerts für die elektrische Leistungsaufnahme einer Antriebskomponente ein weiter in der Zukunft liegender Wartungszeitpunkt prognostiziert wird und beim Überschreiten eines zweiten, höheren Schwellwerts ein weniger weit in der Zukunft liegender Wartungszeitpunkt prognostiziert wird.

In Fig. 2 sind beispielhaft Schwellwerte für den ersten und zweiten Betriebswert angedeutet, die zur Prognose der Wartungszeitpunkte twi und tw2 herangezogen werden.

Mehrere Betriebswerte können zu einer weiteren, übergeordneten Größe zusammengefasst werden, oder es kann eine weitere Größe aus einem oder mehreren Betriebswerten abgeleitet werden. Das Zusammenfassen mehrerer Betriebswerte kann dabei beispielsweise mittels einer individuellen Gewichtung der verschiedenen Betriebswerte erfolgen. Beispielsweise wird dem Anstieg der elektrischen Leistungsaufnahme eines Aktors eine höhere Gewichtung als dem ebenfalls für die Erzeugung der zusammengefassten Größe verwendeten Messwerts eines Vibrationssensors zugeordnet werden. Die zusammengefass- te Größe kann auch aus abgeleiteten Werten eines Betriebswerts oder mehrerer Betriebswerte erzeugt werden.

Verfahren des maschinellen Lernens, wie beispielsweise künstliche neuronale Netze oder Least-Square Support Vector Machines, können insbesondere zur Regressionserstellung und zur Prognose verwendet werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist hier vorgesehen, dass das vorgegebene Prognosemodell ein zur Erzeugung des prognostizierten Wartungszeitpunkts aus Betriebswerten trainiertes Maschinenlernmodell enthält.

Ein Maschinenlernmodell ist dabei ein Algorithmus, der dazu befähigt ist, aus einer vorgegebenen Menge an Eingangs- und zugehörigen Ausgangsdaten für einen unbekannten Eingangsdatensatz einen wahrscheinlichen Ausgangsdatensatz zu erzeugen. Der vorgegebene Eingangsdatensatz, auch als Trainingsdatensatz bezeichnet, dient dabei dem sogenannten Training des Maschinenlernmodells. Dieses Training kann als Supervised oder Unsupervised Learning stattfinden. Hier und vorzugsweise wird das Maschinenlernmodell mit einem Supervised-Learning-Konzept trainiert. Bei diesem ist die Zuweisung eines Eingangsdatensatzes zum zugehörigen Ausgangsdatensatz bekannt, sodass das Lernergebnis das Erkennen eines funktionalen oder regressiven Zusammenhangs zwischen den Eingangs- und Ausgangsdaten ist.

Das Maschinenlernmodell kann beispielsweise ein künstliches neuronales Netz sein, aber auch Entscheidungsbäume, Support Vector Machines, Bayes-Netze oder andere bekannte Methoden des maschinellen Lernens können als Grundlage für das Prognosemodell dienen.

Das trainierte Maschinenlernmodell erzeugt beispielsweise eine Prognose über den weiteren zeitlichen Verlauf einzelner Betriebswerte, wobei hieraus der zukünftige Wartungszeitpunkt, insbesondere mit einem Abgleich über mindestens einen Schwellwert, ermittelt wird. Ebenfalls kann der zukünftige Wartungszeitpunkt ein Ausgangsdatum des trainierten Maschinenlernmodells sein.

Das Training des Maschinenlernmodells kann vor Inbetriebnahme des Etikettiersystems bereits erfolgt und das sich aus dem Training ergebende Modell in der Auswerteanordnung 14 hinterlegt sein. Es ist aber auch denkbar, dass das Maschinenlernmodell während des Betriebs des Etikettiersystems in einer Lernroutine trainiert oder weiter ausgebildet wird. Beispielsweise erfolgt hierzu ein Abgleich einer mittels des Maschinenlernmodells erzeugten Prognose für die Betriebswerte mit dem weiteren zeitlichen Verlauf der erfassten Betriebswerte. Folglich können die im laufenden Betrieb gesammelten Daten zu den Betriebswerten für das weitere Training des Maschinenlernmodells herangezogen werden, womit das Maschinenlernmodell insbesondere an die individuellen Anforderungen der jeweiligen Etikettiervorrichtung 1 angepasst wird.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass das Prognosemodell Modellparameter enthält, welche mittels der Auswerteanordnung 14 in einer Konfigurationsroutine anhand der Betriebswerte ermittelt werden.

Das Prognosemodell kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung Modellparameter enthalten, welche einen funktionalen Zusammenhang zwischen den Betriebswerten und den Ausgangsvariablen herstellen, beispielsweise in Form von Koeffizienten oder dergleichen. Unter Modellparametern können auch beispielsweise in künstlichen neuronalen Netzen verwendete Gewichte, Schwellenwerte oder Spezifikationen der Aktivierungsfunktion verstanden werden.

Da solche Modellparameter von den physikalischen Gegebenheiten des individuellen Etikettiersystems abhängen, können die Werte der Modellparameter sich für zwei verschiedene Etikettiervorrichtungen 1 desselben Typs je nach Umgebung oder konkreter Konfiguration unterscheiden. Daher ist es vorgesehen, dass die Werte der Modellparameter mittels der Auswerteanordnung 14 in einer Konfigurationsroutine anhand der Betriebswerte ermittelt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Etikettiersystem in verschiedenen, vorgegebenen Betriebsmodi und/oder für verschiedene Etikettiervorgänge betrieben wird und dabei die Betriebswerte aufgezeichnet und ausgewertet werden.

Vorzugsweise ist es so, dass die Konfigurationsroutine mit Inbetriebnahme vorgenommen wird, sodass die Etikettiervorrichtung 1 mit einer optimierten Startkonfiguration für das Prognosemodell eingerichtet wird. Weiter kann die Konfigurationsroutine grundsätzlich während des Betriebs, insbesondere zeitgesteuert und beispielweise in regelmäßigen Zeitintervallen, erfolgen. Insbesondere das zeitgesteuerte Vornehmen der Konfigurationsroutine ermöglicht es, das Prognosemodell auch über einen längeren Betriebszeitraum des Etikettiersystems von mehreren Jahren an sich verändernde Gegebenheiten, wie beispielsweise durch veränderte Materialspezifikationen, Umweltbedingungen oder geringfügigen geometrischen Veränderungen der Strukturteile des Etikettiersystems anzupassen.

Grundsätzlich können die Betriebswerte alle messbaren und schätzbaren Größen sein, die sich im Rahmen des Betriebs des Etikettiersystems ergeben. Besonders vorteilhafte Betriebswerte sind repräsentativ für mindestens einen der nachfolgenden Werte: die Betriebsdauer mindestens einer Funktionseinheit; eine der Funktionseinheit zugeordnete Geschwindigkeit, insbesondere die Vorschubgeschwindigkeit, Aufbringgeschwindigkeit und/oder Druckgeschwindigkeit; Temperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit und/oder Luftgeschwindigkeit; die Anzahl der bearbeiteten Packungen 2, von Startvorgängen, von verwendeten Etiketten 5 und/oder Materialstreifen 6; das Packungsgewicht 2 der bearbeiteten Packungen 2; die Anzahl von erfassten Kollisionen zwischen einer Funktionsanordnung, insbesondere der Spendeanordnung 4, und Packungen 2 und/oder Schrittverlusten; und/oder Antriebswerte von elektrischen Aktoren der Funktionseinheiten.

Unter der Betriebsdauer wird eine über den Betrieb der Funktionseinheit kumulierte Benutzungsdauer verstanden, insbesondere eine Zeitdauer, in welcher die Funktionseinheit eingeschaltet ist, und/oder eine Zeitdauer, in welcher die Funktionseinheit aktiv ist und beispielsweise eine Packung 2 bearbeitet.

Die Vorschubgeschwindigkeit kann beispielsweise über die Geschwindigkeit des Bands der Vorschubanordnung 8 oder auch über eine Winkelgeschwindigkeit einer Rolle oder dergleichen angegeben sein. Bei der Aufbringgeschwindigkeit handelt es sich insbesondere um die Geschwindigkeit einer Komponente der Aufbringanordnung 9 beim Aufbringen des Etiketts 5 und vorzugsweise um die Winkelgeschwindigkeit des Pendelstempels 10. Unter der Druckgeschwindigkeit ist insbesondere die Geschwindigkeit des Etiketts 5 an der Druckeranordnung 7 zu verstehen. Neben der Geschwindigkeit kann auch die von den jeweiligen Komponenten zurückgelegte Strecke als Betriebswerte verwendet werden. Bei der Temperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit und Luftgeschwindigkeit handelt es sich insbesondere um Parameter der Luftbedingungen am Standort der Etikettiervorrichtung 1 und speziell an einzelnen Funktionseinheiten, die einen Einfluss auf die Etikettierroutine haben können. Ebenfalls kann die Temperatur einer Komponente, beispielsweise eines Aktors, des Druckkopfs der Druckeranordnung 7 oder dergleichen, als Betriebswerte herangezogen werden. Ebenfalls kann der Druck an pneumatischen oder hydraulischen Komponenten, hier beispielsweise am Blaskopf 11 und/oder am zugehörigen Druckluftsystem, als Betriebswert dienen.

Die Anzahl der bearbeiteten Packungen 2, von Startvorgängen, von verwendeten Etiketten 5 und/oder Materialstreifen 6 kann ebenfalls einen erheblichen Einfluss auf den Verschleiß der Komponenten haben und werden vorzugsweise als Betriebswerte erfasst. Unter einem Startvorgang wird ein Anlaufen der Etikettiervorrichtung 1 verstanden, mit welchem insbesondere ein kontinuierliches Etikettieren nach einem Stoppen aufgenommen wird. Eine hohe Anzahl der verwendeten Materialstreifen 6 korrespondiert dazu, dass Materialstreifen 6 in der Spendeanordnung 4 häufig ausgewechselt wurden, wodurch Wartungsbedarf entstehen kann.

Das Packungsgewicht der bearbeiteten Packungen 2 wird mittels der Wägeanordnung 3 ermittelt. Hierbei kann das kumulierte Packungsgewicht 2 der Packungen 2 an sich als Betriebswerte herangezogen werden. Ebenfalls können für das Packungsgewicht 2 Schwellwerte wie Maximalwerte vorgegeben sein, wobei als Betriebswerte ein Übergewicht der Packungen 2, Gewichtsklassen der Packungen 2 oder dergleichen ermittelt werden.

Als Fehlerfälle können Kollisionen zwischen der Spendeanordnung 4 und Packungen 2 und Schrittverluste beim Etikettieren anfallen. Entsprechende Ereignisse können erfasst werden und insbesondere deren Anzahl in Betriebswerte einfließen.

Als Antriebswerte von elektrischen Aktoren der Funktionseinheiten werden beispielsweise ein Antriebsstrom, eine Antriebsspannung, Drehzahlen von Elektromotoren oder dergleichen verstanden. Ebenfalls kann ein Betriebswert re- präsentativ für einen Überstrom des Aktors sein, beispielsweise für die Zeitdauer oder die Anzahl eines Überschreitens eines maximalen Antriebsstroms. Beispiele für elektrische Aktoren sind die Antriebsmotoren der Vorschubanordnung 8 sowie Antriebsmotoren zum Bewegen des Materialstreifens 6 in der Spendeanordnung 4.

Ebenfalls können Betriebswerte für elektronische Steuerkomponenten erfasst werden, insbesondere der Betriebssteuerung 12, der Auswerteanordnung 14 oder auch von der Sensoranordnung 13. Beispielsweise wird die Spannung, Strom, Temperatur und/oder Kühlleistung an elektronischen Komponenten erfasst.

Weiter denkbar sind Betriebswerte, welche die Eichung und/oder Kalibrierung der Wägeanordnung 3 betreffen.

Da Prognosemodelle stets einer Unsicherheit unterliegen, kann für den prognostizierten Wartungszeitpunkt ein Zeitintervall mit einem frühesten Wartungszeitpunkt und einem spätesten Wartungszeitpunkt ermittelt werden, wobei der früheste Wartungszeitpunkt und der späteste Wartungszeitpunkt die Grenzen eines Konfidenzintervalls mit einer vorgegebenen Konfidenz beschreiben. Das Zeitintervall kann dem p-Konfidenzintervall des wahren Wertes des Wartungszeitpunkts entsprechen. Die Intervallgrenzen werden dann als frühester und spätester Wartungszeitpunkt beschrieben, sodass der Zeitraum zwischen dem frühesten und dem spätesten Wartungszeitpunkt den wahren Wartungszeitpunkt mit einer Wahrscheinlichkeit von p enthält. Der Parameter p beträgt dabei wenigstens 0,5, vorzugsweise jedoch wenigstens 0,8 und weiter vorzugsweise 0,95.

Um durch Wartungsarbeiten verursachte Stillstandzeiten des Etikettiersystems optimal in den Betriebsablauf einfügen zu können und den Betriebsablauf in optimierter Weise an Wartungsarbeiten anzupassen, ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass der prognostizierte Wartungszeitpunkt mittels der Auswerteanordnung 14 an ein Produktionsleitsystem des Etikettiersystems übermittelt wird, welches einen Bearbeitungsplan für den Betrieb des Etikettiersystems erstellt. Das Produktionsleitsystem kann den Bearbeitungsplan für den Betrieb des Etikettiersystems abhängig vom prognostizierten Wartungszeitpunkt erstel- len. So kann das Produktionsleitsystem beispielsweise dazu eingerichtet sein, verschiedene Bearbeitungsblöcke zeitlich so in Bezug zum prognostizierten Wartungszeitpunkt zu setzen, dass die Wartung zeitlich mit einem durch die Umstellung von einem Bearbeitungsblock zum anderen anfallenden Rüstvorgang zusammenfällt.

Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass mittels des Produktionsleitsystems der Bearbeitungsplan an die Auswerteanordnung 14 übermittelt wird und das Prognosemodell abhängig vom Bearbeitungsplan definiert ist. Entsprechend kann bei der Prognose des Wartungszeitraums die in der Zukunft geplanten Bearbeitungsblöcke berücksichtigt, um so etwa bei einer hohen Anzahl intensiver Bearbeitungsschritte einen früheren Wartungszeitpunkt zu prognostizieren.

Es ist darüber hinaus denkbar, dass mit der Prognose deterministisch vorgegebene Wartungsintervalle mitberücksichtigt werden, wenn diese beispielsweise durch gesetzliche Vorgaben vorgeschrieben sind. Hier und vorzugsweise ist vorgesehen, dass vorgegebene Wartungszeitpunkte hinterlegt sind, welche mittels der Auswerteanordnung 14 zusätzlich zu den prognostizierten Wartungszeitpunkten ausgegeben werden, vorzugsweise, dass mittels des Produktionsleitsystems der Bearbeitungsplan derart erstellt wird, dass ein prognostizierter Wartungszeitpunkt mit einem der vorgegebenen Wartungszeitpunkte zusammenfällt.

Auf diese Weise ist es möglich, dass etwa gesetzlich vorgegebene Wartungszeitpunkte oder aufgrund von Gewährleistungsrechten beschränkte Laufzeiten von Verschleißkomponenten in die Planung der Wartungszeitpunkte mit einfließen und auf diese Weise eine weitere Verringerung der Stillstandzeiten und damit eine Erhöhung der Effizienz ermöglicht werden.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass mittels der Auswerteanordnung 14 dem prognostizierten Wartungszeitpunkt anhand einer Wartungsvorgabe mindestens ein Wartungsmittel, insbesondere ein Ersatzteil oder Werkzeug, zugeordnet wird.

Das Wartungsmittel kann dabei ein Austauschteil, insbesondere ein Verschleißteil wie ein Lager, ein Filter oder eine Kupplung sein, aber auch ein Ersatzteil für eine defekte Komponente oder eine Komponente, für die das Risiko eines baldigen Ausfalls, basierend auf den Daten des Prognosemodells, hoch ist. Das Wartungsmittel ist aber nicht auf Austauschteile beschränkt So kann das Wartungsmittel auch ein für die Wartung notwendiges Werkzeug, wie beispielsweise eine spezielle Messeinrichtung oder ein Fügewerkzeug, sein. Ebenso ist es denkbar, dass das Wartungsteil eine Komponente des Etikettiersystems ist, bei welcher erst während des Wartungsvorgangs entschieden wird, ob ein Austausch der Komponente notwendig ist. Neben den Wartungsmitteln kann auch Wartungspersonal dem prognostizierten Wartungszeitpunkt zugeordnet werden.

Besonders vorteilhaft ist das Zuordnen eines Wartungsmittels, wenn die Auswerteanordnung 14 die Verfügbarkeit des Wartungsmittels zum prognostizierten Wartungszeitpunkt in einem Lagerleitsystem anfordert. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass alle zur Wartung notwendigen Wartungsmittel zum Wartungszeitpunkt verfügbar sind und keine Verzögerungen bei der Wartung entstehen. Die Auswerteanordnung 14 kann auch dazu eingerichtet sein, den Bedarf im Lagerleitsystem anzumelden, sodass bei einer Nicht- Verfügbarkeit beispielsweise eines Ersatzteils ein Bestellvorgang ausgelöst wird.

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass mittels der Auswerteanordnung 14 eine Ausgabe des prognostizierten Wartungszeitpunkts und zumindest eines Teils der aktuellen Betriebswerte und/oder von den Betriebswerten abhängige Größen über eine Anzeigevorrichtung 17, 18, 19 veranlasst wird.

Die Anzeigevorrichtung 17, 18, 19 kann dabei eine graphische Ausgabeeinheit, wie beispielsweise ein Display 17 an der Etikettiervorrichtung 1 oder ein Display 18, 19 eines Endgeräts sein, beispielsweise einem Mobilgerät, welches mit der Auswerteanordnung 14 oder mit dem Cloudserver 16 in Kommunikation steht, sein. Ebenso kann die Anzeigevorrichtung 17, 18, 19 eine mechanische Ausgabeeinheit in Form eines Zeigers oder dergleichen sein. Neben dem prognostizierten Wartungszeitpunkt gibt die Anzeigevorrichtung 17, 18, 19 vorzugsweise auch Betriebswerte oder aus diesen abgeleitete Größen aus. Hierbei können beispielsweise Temperaturen, Leistungsaufnahmen oder Drücke, aber auch dimensionslose Kennzahlen wie beispielsweise relative Veränderungen zu Ba- siswerten eines Betriebswerts ausgegeben werden. Dadurch wird es dem Bediener ermöglicht, eine detailliertere Einschätzung der aktuellen Betriebssituation zu erlangen.

Beansprucht wird außerdem gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, eine Auswerteanordnung 14 für ein Etikettiersystem mit mindestens einer Etikettiervorrichtung 1 zum Etikettieren, insbesondere zum Preisauszeichnen, von einzelnen Packungen 2, wobei die Etikettiervorrichtung 1 als Funktionseinheiten zumindest eine Wägeanordnung 3 zum Ermitteln eines Gewichtswerts der Packung 2, eine Spendeanordnung 4 zum Spenden eines Etiketts 5 von einem Materialstreifen 6 sowie eine Druckeranordnung 7 zum Bedrucken des Etiketts 5 aufweist, wobei die Auswerteanordnung 14 den Funktionseinheiten zugeordnete Betriebswerte von einer Sensoranordnung 13 der Etikettiervorrichtung 1 erhält.

Wesentlich ist hierbei, dass die Auswerteanordnung 14 anhand eines vorgegebenen Prognosemodells basierend auf den Betriebswerten einen zukünftigen Wartungszeitpunkt für mindestens eine der Funktionseinheiten prognostiziert. Auf die Ausführungen zum Verfahren wird verwiesen.

Vorzugsweise ist die Auswerteanordnung 14 zudem dafür eingerichtet, die Funktionseinheiten zum Etikettieren der einzelnen Packungen 2 in einer Etikettierroutine anzusteuern. Insofern kann die Auswerteanordnung 14 die bereits beschriebene Betriebssteuerung 12 enthalten.

Beansprucht wird außerdem gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, eine Etikettiersystem zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens.

Beansprucht wird außerdem gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ein Computerprogrammprodukt mit Befehlen, die bei Ausführung auf einem Computer einer Auswerteanordnung 14 eines Etikettiersystems bewirken, dass die Auswerteanordnung das vorschlagsgemäße Verfahren durchführt. Das Computerprogrammprodukt ist vorzugsweise auf einem elektronischen Speicher gespeichert. Besonders bevorzugt weist die Auswerteanordnung 14 einen Speicher, in welchem die Befehle des Computerprogrammprodukts hinterlegt werden, und mindestens einen Prozessor zum Ausführen der Pro- grammanweisungen auf, wobei der Speicher und die Befehle eingerichtet sind, gemeinsam mit dem Prozessor das Etikettiersystem zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens anzusteuern.

Der Speicher weist vorzugsweise einen nicht-flüchtigen Speicher für die Pro- grammanweisungen auf, beispielsweise einen Flash-Speicher, einen EEPROM-Speicher, einen magnetischen Speicher und/oder einen optischen Speicher. Der Speicher kann weiter mit einem Arbeitsspeicher ausgestattet sein, vorzugsweise einen Arbeitsspeicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) oder dergleichen. Der Prozessor weist vorzugsweise einen Mikroprozessor, einen digitalen Signalprozessor und/oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung auf.